JP2001038842A - 自動車車体鋼板用補強シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 変性液状ゴム１００重量部に対して、無
機質充填剤５〜１５００重量部、粘着付与剤１〜２００
重量部、硫黄系架橋剤１〜１００重量部を配合して得ら
れる未加硫シートに、拘束層を積層してなることを特徴
とする自動車車体鋼板用補強シート。 【効果】 本発明の補強シートは、鋼板が防錆油などで
表面処理されていても、硬化前の密着性及び硬化後の接
着性が良好であるから、きつい曲面にも隙間なく接着
し、また凝集力が小さいので平滑性が保たれ、しかも強
度の剛性を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車車体用鋼板
の剛性を高めるための補強シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車体に用いられる鋼板は、自動
車車体の軽量化を図るために薄い鋼板が使用される傾向
にあり、一般的に０．６〜０．８ｍｍ程度のものが使用
されている。このため、鋼板一枚の大きさが大きくなる
ほど、外部応力に対して変形しやすくなり、車体の部分
によっては鋼板に歪みが生じて外観を悪くさせたり、ま
た、衝突時の変形により乗員への安全性を損なうおそれ
があるので、このような部位においては鋼板の剛性をよ
り一層高める必要がある。

【０００３】従来、このような剛性を必要とする箇所に
は、鋼板の内側に補強シートを貼り付けて剛性を補強す
る方法が行われている。この剛性補強材としては、アル
キド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹
脂、ユリア樹脂などに、硬化剤、充填剤、各種添加剤を
配合してシート状とし、所定の形状に加工したもの、あ
るいは特開平５−３３９４２９号公報に開示されたよう
な液状ゴムと固形ゴムの混合物を主剤とするものや特開
平７−６８６９５号公報に開示された液状ゴムと熱可塑
性エラストマーとの混合物を主剤とするもの等に、架橋
剤、充填剤、粘着付与剤、各種添加剤を配合し、所定の
形状に加工したものが使用され、これを鋼板に貼り付け
て、焼成・架橋させて鋼板の補強を図ったものが提案さ
れている。

【０００４】しかし、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹
脂を主剤とするものは、焼付け前の貯蔵安定性が悪く、
かつ硬化後の樹脂残留応力によって鋼板に歪みを与え、
外観を損なう欠点がある。

【０００５】また、特開平５−３３９４２９号公報や特
開平７−６８６９５号公報のような液状ゴムに固形ゴム
又は熱可塑性エラストマーを混合したものは、特に車体
の曲面のきつい部位に貼り付けた場合は、配合物の凝集
力が強いために鋼板中央部に浮きを生じて貼り付け面の
平滑性が失われたり、自動車製造工程における前処理工
程で処理液などが浸入して補強シートが脱落してしまう
と共に、鋼板への接着が十分に行われず、焼付け後の長
期保管で錆が発生するといった問題を生じている。

【０００６】更に、自動車車体用鋼板は、予め防錆油等
で表面処理されている場合があり、かかる表面処理鋼板
においては、架橋前の補強シートとの密着性が著しく低
下するばかりでなく、焼成・架橋後の補強シートとの接
着性にも劣り、これによって特に曲面でのシートの膜浮
きを生じてしまうという欠点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決したもので、自動車車体用鋼板の補強シートとし
て、硬化前の貯蔵安定性を向上させ、硬化後の歪みを著
しく減少させ、凝集力を小さくして平滑性を保ち、曲面
に貼り付けた場合にも鋼板中央部に浮きが発生しない自
動車車体鋼板用補強シートを提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、特
定組成の未加硫シートと拘束層とを積層した二層積層体
を用いることにより、鋼板との密着・接着性に優れるこ
と、この場合、上記未加硫シート用組成物として、変性
液状ゴムを単独でベース樹脂として用いることにより、
組成物の貯蔵安定性が著しく向上し、また、かかる変性
液状ゴム１００重量部に対して、無機質充填剤５〜１５
００重量部、粘着付与剤１〜２００重量部、硫黄系架橋
剤１〜１００重量部を配合して未加硫シートを形成し、
これと拘束層とを積層、使用した場合、混練性、硬化前
の密着性、硬化後の接着性、剛性、貯蔵安定性等のすべ
ての特性をバランスよく良好に実現し得ることを見出
し、本発明をなすに至った。

【０００９】従って、本発明は、（１）（Ａ）変性液状
ゴム１００重量部に対して、（Ｂ）無機質充填剤５〜１
５００重量部、（Ｃ）粘着付与剤１〜２００重量部、
（Ｄ）硫黄系架橋剤１〜１００重量部を配合して得られ
る未加硫シートに、拘束層を積層してなることを特徴と
する自動車車体鋼板用補強シート、（２）（Ａ）変性液
状ゴム１００重量部に対して、（Ｂ）無機質充填剤５〜
１５００重量部、（Ｃ）粘着付与剤１〜２００重量部、
（Ｄ）硫黄系架橋剤１〜１００重量部、（Ｅ）発泡剤１
〜１００重量部を配合して得られる未加硫シートに、拘
束層を積層してなることを特徴とする自動車車体鋼板用
補強シート、（３）上記（Ａ）変性液状ゴムが粘度５０
万ポイズ（２５℃）未満である（１）又は（２）記載の
自動車車体鋼板用補強シート、（４）上記（Ｄ）硫黄系
架橋剤が不溶性硫黄である（１）乃至（３）のいずれか
１項記載の自動車車体鋼板用補強シート、（５）拘束層
がガラスクロス、紙、ガラスクロス樹脂、カーボンファ
イバー、不織布又は金属箔である（１）乃至（４）のい
ずれか１項記載の自動車車体鋼板用補強シートを提供す
る。

【００１０】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の自動車車体鋼板用補強シートは、上記組成から
なる未加硫シートと拘束層との二層積層体からなり、こ
れを自動車車体鋼板に未加硫シート側が接するように重
ね合わせて貼り付けた後、自動車製造ラインにおけるオ
ーブンを通過する等の方法により加熱・焼成され、架橋
硬化することにより、該鋼板と強固に接着して積層体を
形成する。

【００１１】本発明の未加硫シートを形成するベース樹
脂としての（Ａ）変性液状ゴムは、ポリブタジエンゴム
（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アク
リロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ポリイソプ
レンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソブ
チレン−イソプレンゴム（ＩＩＲ）等の共役ジエン系重
合体ゴムを骨格に有し、この主鎖の二重結合を利用して
マレイン化物変性、エポキシ化物変性、フェノール化物
変性、アクリル化物変性、アミン化物変性、イミド化物
変性、エステル化物変性、カルボキシ化物変性等の変性
処理を施したものであって、例えば、液状ポリブタジエ
ンに無水マレイン酸を反応させたマレイン酸変性ポリブ
タジエンゴムのほか、カルボキシ変性ポリイソプレンゴ
ム、カルボキシ変性スチレン−ブタジエンゴム等が挙げ
られ、これらを単独で又は二種以上を混合して用いるこ
とができる。特には、本発明の目的をより有効に達成し
得る点から、マレイン酸変性ポリブタジエンゴムが好ま
しい。本発明においては、他の樹脂成分を用途に応じて
添加することは可能であるが、ベース樹脂としてはこの
（Ａ）変性液状ゴムのみを使用し、他のゴム成分は配合
しない。

【００１２】本発明の（Ａ）変性液状ゴムの好ましい粘
度は、２５℃において５０万ポイズ未満であり、これを
超えると車体の曲面のきつい部位に貼り付けて焼付けら
れたときに、配合物の凝集力の強さから鋼板中央部に浮
きが生じ、貼り付け面の平滑性が損なわれると共に、前
処理工程における処理液の浸入によるシートの脱落を生
ずるおそれがある。

【００１３】本発明の（Ｂ）無機質充填剤としては、ガ
ラス繊維、表面化学処理ガラス繊維、カーボン繊維、グ
ラファイト、金属繊維、酸化チタンのような繊維状充填
剤、ガラスバルーン、フライアッシュバルーン、シリカ
バルーンのような比重を下げる作用を有する中空充填
剤、軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、種々の
表面処理炭酸カルシウムのほか、タルク、水酸化マグネ
シウム、マイカ、クレー、硫酸バリウム、天然ケイ素、
合成ケイ素、及びカーボンブラックなどが使用できる。
これらは単独で又は二種以上を混合して用いることがで
きる。特に、コストや扱いやすさの点から重質炭酸カル
シウムが好ましい。

【００１４】（Ｂ）無機質充填剤の配合量は、（Ａ）変
性液状ゴム１００重量部に対して５〜１５００重量部、
好ましくは２００〜８００重量部である。５重量部未満
であると、組成物の混練性に劣り、なおかつ出来上がっ
た組成物の形状保持特性に劣る。一方、１５００重量部
を超えると、焼付け前の密着性、焼付け後の接着性が低
下すると共に、曲げに対する剛性が低下する。

【００１５】本発明の（Ｃ）粘着付与剤としては、ロジ
ン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペン変性系樹脂、脂肪
族あるいは芳香族石油樹脂、クマロンインデン樹脂、及
びこれらに水素添加したもの等が使用できる。これらは
単独で又は二種以上を混合して用いることができる。

【００１６】（Ｃ）成分の配合量は、（Ａ）変性液状ゴ
ム１００重量部に対して１〜２００重量部、好ましくは
５０〜１５０重量部である。１重量部未満であると、鋼
板への密着性及び拘束層への密着性が低下するおそれが
ある。２００重量部を超えると、焼付け後の硬度が上が
りすぎて、衝撃を与えたときに剥がれてしまうおそれが
ある。

【００１７】本発明の未加硫シート形成用組成物に添加
する架橋剤としては、（Ｄ）硫黄系架橋剤を用い、硫黄
及び加熱により硫黄を生成する化合物が挙げられる。硫
黄としては、粉末硫黄、沈降硫黄、不溶性硫黄、コロイ
ド硫黄、表面処理硫黄などを使用でき、また、加熱によ
って硫黄を生成する化合物としては、テトラメチルチウ
ラムジスルフィド、テトラエチルチウラムスルフィドな
どが使用できる。

【００１８】特に、不溶性硫黄は、本発明の未加硫シー
ト形成用組成物において、他の硫黄系化合物よりも長期
間の安定性に優れ、架橋剤としての性能を良好に維持す
ることができ、著しく貯蔵安定性に優れているので好適
である。

【００１９】（Ｄ）硫黄系架橋剤の配合量は、（Ａ）変
性液状ゴム１００重量部に対して１〜１００重量部、好
ましくは３０〜７０重量部である。１重量部未満である
と、架橋が不十分となり、十分な強度が確保できない。
また、１００重量部を超えると、架橋前の組成物の粘着
性が低下する。

【００２０】上記（Ｄ）硫黄系架橋剤に併用する加硫促
進剤としては、例えば、テトラメチルチウラムジスルフ
ィド（ＴＭＴＤ）、テトラメチルチウラムモノスルフィ
ド（ＴＭＴＭ）、Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチ
アゾリル・スルフェンアミド（ＯＢＳ）、Ｎ−シクロヘ
キシリル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（Ｃ
ＢＳ）、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド
（ＤＰＴＴ）、ジベンゾチアジルスルフィド（ＭＢＴ
Ｓ）、２−メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）、ジ
ンクジ−ｎブチルジチオカーバイト（ＺｎＢＤＣ）、ジ
ンクジメチルジチオカーバイト（ＺｎＭＤＣ）などであ
る。これらは単独であるいは二種以上を組み合わせて適
宜の配合量にて使用することができる。

【００２１】本発明の未加硫シートは、必要に応じて発
泡剤を使用して発泡体シートとすることもできる。この
場合の（Ｅ）発泡剤としては、公知の熱分解型有機及び
無機発泡剤が使用できる。有機発泡剤としては、アゾジ
カルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミ
ン、スルホニルヒドラジド、ジニトロソテレフタルアミ
ド、アゾジカルボン酸バリウム、トルエンスルホニルヒ
ドラジド、アゾビスイソブチロニトリルなどが挙げら
れ、無機発泡剤としては、重炭酸ナトリウム、炭酸ナト
リウム、炭酸水素ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭
酸アンモニウムなどが挙げられる。これらの発泡剤は、
尿素、尿素誘導体などの公知の発泡助剤と併用してもよ
い。

【００２２】また、（Ｅ）発泡剤としては、これらの発
泡剤のほか、低沸点炭化水素をビニリデン等でマイクロ
カプセル化してなる熱膨張型マイクロカプセルも使用し
得る。これらの発泡剤は単独であるいは二種以上を組み
合わせて用いることができる。

【００２３】（Ｅ）発泡剤の配合量は、（Ａ）変性液状
ゴム１００重量部に対して１〜１００重量部、特に５〜
１００重量部を配合する。１００重量部を超えると、発
泡セルが大きくなりすぎて、外観を損ねるだけでなく、
脆くなり十分な強度が得られない。

【００２４】本発明の未加硫シートは、上記（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）及び（Ｄ）成分、又は必要により更に
（Ｅ）成分を加えたものをバンバリーミキサー、加圧ニ
ーダー、オープンニーダー、オープンロールなどの混練
機により混合・混練した後、カレンダーロール、押出成
形機等を用いて所定形状のシートに作成することにより
得られる。

【００２５】上記未加硫シートに積層される拘束層は、
未加硫シートの形状を保持するために設けられるもので
あり、軽量で柔軟性があると同時に強靭性にも優れ、更
には未加硫シートに対して圧着等の軽作業によって十分
に接着することが望ましく、具体的には、ガラスクロ
ス、紙、ガラスクロス樹脂、カーボンファイバー、不織
布、金属箔が挙げられ、これらのうちの一種又は二種以
上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、
強度、柔軟性に優れるガラスクロスが特に望ましい。

【００２６】なお、未加硫シートの厚さは０．５〜３ｍ
ｍ、特に０．８〜２ｍｍが好ましく、拘束層の厚さは
０．０５〜１ｍｍ、特に０．０５〜０．２ｍｍが好まし
い。

【００２７】本発明の自動車車体鋼板用補強シートは、
上記未加硫シートと上記拘束層とを圧着及び／又は加熱
により積層・接着して二層積層体とし、これを自動車車
体を構成する鋼板の必要箇所に未加硫シート側が鋼板に
接する方向に貼り付け、次いで自動車製造ラインのオー
ブン等を通過することにより焼成・架橋されて硬化し、
また発泡剤を含む場合には、このとき同時に発泡して硬
化することにより、鋼板に強固に固着した補強シートが
得られる。なお、架橋温度は自動車製造ラインの一般的
範囲である１２０〜２５０℃であり、本発明の未加硫シ
ートは、かかる一般的温度範囲において十分な架橋又は
発泡状態を得ることができる。また、架橋は大気圧下、
加圧下のいずれの条件においても良好に進行する。

【００２８】

【発明の効果】本発明の補強シートは、鋼板が防錆油な
どで表面処理されていても、硬化前の密着性及び硬化後
の接着性が良好であるから、きつい曲面にも隙間なく接
着し、また凝集力が小さいので平滑性が保たれ、しかも
強度の剛性を有する。

【００２９】

【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。

【００３０】〔実施例１，２〕表１に示す組成におい
て、変性液状ゴムとしてマレイン酸変性ポリブタジエン
（粘度６００ポイズ（２５℃））、粘着付与剤として脂
肪族石油樹脂、充填剤として炭酸カルシウムをそれぞれ
用い、これらを表１に示す配合量にてオープンニーダー
で予備的に混練した後、架橋剤として不溶性硫黄、発泡
剤としてアゾジカルボンアミドを表１に示す配合量で投
入して混練を行った。このときの混練性を以下の方法で
評価した。結果を表１に示す。

【００３１】混練性 オープンニーダーの混練において、目視により混練状態
を確認した。 ［評価］ ○：分散良好 △：分散やや悪い ×：分散悪い

【００３２】その後、混練した生地を押出機により厚み
１ｍｍのシート状に成形した。得られた未加硫シートに
ついて、下記評価を行った。結果を表１に示す。

【００３３】接着性 図１に示すように、未加硫のシート１を５０ｍｍ×１５
０ｍｍに裁断し、５０ｍｍ×２００ｍｍ×０．８ｍｍの
鋼板２に挟んで１７０℃で３０分焼付けて加硫させた後
に常温に戻し、引張り試験機で引張った後の剥離状態を
目視にて確認した。 ［評価］ ○：良好 △：やや悪い ×：悪い

【００３４】剛性 図２に示すように、未加硫のシートを５０ｍｍ×１５０
ｍｍに裁断し、５０ｍｍ×２００ｍｍ×０．８ｍｍの鋼
板に貼り付けて１７０℃で３０分焼付けて加硫させたも
の３を常温に戻し、３点曲げ（スパン１００ｍｍ，曲げ
速度５ｍｍ／分）を行ったときの２ｍｍ変位時の値によ
った。 ［評価］ ○：良好 △：やや良好 ×：悪い

【００３５】発泡状態 未加硫シートを１７０℃で３０分焼付け、加硫して発泡
させたものの発泡状態を目視にて確認した。 ［評価］ ○：良好 △：やや悪い ×：悪い

【００３６】貯蔵安定性 ５０ｍｍ×１００ｍｍの未加硫シートを温度４０℃，湿
度９５％中に１６８時間放置した後、２００ｍｍ×３０
０ｍｍ×０．８ｍｍの防錆油を塗布した鋼板に貼り付け
て、２０℃雰囲気下で衝撃試験を行い、その密着性の状
態により判断した。 ［評価］ ○：良好 △：やや悪い ×：悪い

【００３７】次いで、この未加硫シートに拘束層として
樹脂含浸ガラスクロスを積層した。この積層体について
以下の評価を行った。結果を表１に併記する。

【００３８】密着性 拘束層を積層した未加硫シートを５０ｍｍ×１００ｍｍ
に裁断し、２００ｍｍ×３００ｍｍの防錆油を塗布した
０．８ｍｍ鋼板に貼り付けて（加熱処理なし）、２０℃
雰囲気下にてＪＩＳ Ｇ ３１９２による衝撃試験を行
った。 ［評価］ ○：良好 △：やや悪い ×：悪い

【００３９】耐衝撃性 拘束層を積層した未加硫シートを５０ｍｍ×１００ｍｍ
に裁断し、２００ｍｍ×３００ｍｍ×０．８ｍｍの鋼板
に貼り付けて、１７０℃で３０分焼付けて加硫させ、２
０℃雰囲気下でＪＩＳ Ｇ ３１９２による衝撃試験を
行った。 ［評価］ ○：良好 △：やや悪い ×：悪い

【００４０】〔比較例１〜７〕表１に示す組成におい
て、実施例２と同様にして未加硫シート及びガラスクロ
スとの積層体を作製し、実施例２と同様の試験・評価を
行った。結果を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】〔比較例８〕下記組成で各成分をオープン
ニーダー中で混練して、押出機で厚み１ｍｍのシート状
に成形し、樹脂含浸ガラスクロスを拘束層として積層し
た。なお、充填剤と発泡剤は実施例２と同様のものを使
用した。

【００４３】 成分 重量部 エポキシ樹脂 ４０ ゴム（イソプレンゴム） ６ 硬化剤（ジシアンジアミド） ４ 充填剤 ４０ 発泡剤 １０

【００４４】積層前のシート及び拘束層との積層体につ
いて、実施例２と同様の試験・評価を行ったところ、以
下の結果が得られた。 混練性 ○ 架橋前の密着性 ○ 耐衝撃性 ○ 架橋後の接着性 ○ 剛性 ○ 発泡状態 ○ 貯蔵安定性 ×

【図面の簡単な説明】

【図１】接着性の試験方法の説明図である。

【図２】剛性の試験方法の説明図である。

【符号の説明】

１ 未加硫シート ２ 鋼板 ３ 鋼板とシートとの積層体

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F100 AA00B AA36B AB01A AB33A AD11A AG00A AK01A AL06B AN02B BA02 BA10A BA10B CA01B CA02B CA16B CA23B DG01A DG10A DG15A DH02A GB32 JA06B JK06 JK15 YY00B

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変性液状ゴム１００重量部に対して、無
   機質充填剤５〜１５００重量部、粘着付与剤１〜２００
   重量部、硫黄系架橋剤１〜１００重量部を配合して得ら
   れる未加硫シートに、拘束層を積層してなることを特徴
   とする自動車車体鋼板用補強シート。
2. 【請求項２】 変性液状ゴム１００重量部に対して、無
   機質充填剤５〜１５００重量部、粘着付与剤１〜２００
   重量部、硫黄系架橋剤１〜１００重量部、発泡剤１〜１
   ００重量部を配合して得られる未加硫シートに、拘束層
   を積層してなることを特徴とする自動車車体鋼板用補強
   シート。
3. 【請求項３】 上記変性液状ゴムが粘度５０万ポイズ
   （２５℃）未満である請求項１又は２記載の自動車車体
   鋼板用補強シート。
4. 【請求項４】 上記硫黄系架橋剤が不溶性硫黄である請
   求項１乃至３のいずれか１項記載の自動車車体鋼板用補
   強シート。
5. 【請求項５】 拘束層がガラスクロス、紙、ガラスクロ
   ス樹脂、カーボンファイバー、不織布又は金属箔である
   請求項１乃至４のいずれか１項記載の自動車車体鋼板用
   補強シート。